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工件周圍接觸的淬火介質流動速度不同,乃至某些部位構成液流“死角”

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工件周圍接觸的淬火介質流動速度不同,乃至某些部位構成液流“死角”

發布日期:2017-08-28 作者: 點擊:

工件周圍接觸的淬火介質流動速度不同,乃至某些部位構成液流“死角”
   在淬火進程中,因為工件周圍接觸的淬火介質流動速度不同,乃至某些部位構成液流“死角”,導緻了不同部位工件的冷卻速度的不一緻,然後形成不同部位工件的硬度不均現象。湖南熱處理經過剖析問題的原因,提出改善定見。
    1.問題的發生
    作為石油配備産品的生産廠家,我公司的産品選材主要以合金結構鋼為主,為滿足産品的力學性能要求,公司90%以上的鋼材需進行熱處理,其間大部分需進行調質處理,比方鑽杆接頭、定向接頭、螺杆鑽具部件等。調質是金屬熱處理範疇中較為雜亂的工藝,即淬火+高溫回火。目的是進步金屬材料的綜合力學性能,到達産品性能的設計要求。但在對調質後工件的檢測進程中發現相同工況條件下處理的工件經常存在硬度不均現象,每爐次總有部分工件需返工,經過長時刻的盯梢觀測,發現淬火進程中存在問題,淬火進程如圖1所示。
    根據熱處理淬火理論剖析,工件在淬火介質中的冷卻進程一般分為三個階段,分别是:蒸汽膜階段、歡騰階段、對流階段。當工件剛淬入介質的一瞬間,在工件外表即構成一層蒸汽膜,隔絕了工件和周圍的冷卻介質,蒸汽膜是熱的不良導體,在此階段工件的冷卻速度較慢,而在歡騰階段中,蒸汽膜的厚度不斷削減直至破裂,介質與工件直接接觸,引起激烈歡騰,不斷逸出氣泡,帶走很多的熱量,是冷卻速度最大的階段,也是意義上真實淬火階段。在熱處理淬火工藝中,為了縮短工件在蒸汽膜的停留時刻,我們在淬火槽設計時,為進步淬火介質的流動速度,均勻介質溫度,進步淬火介質的冷卻能力,增加了拌和設備。如圖1所示。
    可是拌和設備的運用作用不抱負,詳細進程如下:工件出爐後,運用行車吊運擺放工件的料筐,下入到淬火槽中,經過拌和泵(揚程40m)吸入淬火槽槽底低溫介質,從輸出管排出後直接沖擊在料筐上。在淬火進程中,料筐下入淬火介質後隻能上下移動,因為正對輸出管的工件始終接觸快速流動介質,并且接觸到的是槽底低溫介質,淬火作用較好,而相反的一面,介質的流動速度因為料筐的阻礙而變緩,使工件的冷卻速度大幅度降低,尤其是單次淬火量較大時更為顯着,降低了工件的冷卻速度,導緻同批次的淬火不均勻。
    2.問題的改善方案
    針對以上剖析得出,導緻同批次工件淬火硬度不均的主要因素是因為工件的冷卻速度不一緻,接觸到大流量介質的部位冷卻速度快,淬火作用好,而另一面冷卻速度慢,淬火作用差,引起同批次不同部位的工件淬火硬度不均,所以抱負的淬火進程應該是整個料筐周圍都能夠均勻地接觸到大流量的低溫介質。為此,我們設計了一種淬火工裝:旋轉體。運用時将其吊挂在料筐上部
    該工裝運用推力軸承和深溝球軸承組合,推力軸承接受向下的拉力(工件和料筐的重量),深溝球軸承接受徑向壓力。淬火時調整料筐在淬火槽中的方位,使輸出管的出口方向與料筐中心偏移一段距離,利用拌和泵構成的沖擊力,發生一定扭矩,促使料筐旋轉,這樣整個料筐圓周方向都能接觸到大流量低溫介質,到達預期作用。
    3.結語
    (1)該工裝改變了原來的淬火方式,使料筐在淬火進程中從單一的上下移動,變為環繞吊鈎中心旋轉和上下移動的組合運動,加大了工件的冷卻速度,進步了淬火質量。經過對多爐次的淬火工件進行盯梢,淬火質量較以往有很大程度的進步,尤其是大爐量淬火作用更為顯着,調質合格率到達95%。
    (2)适當操控拌和速度,拌和速度過大,容易在工件截面變化處構成渦流,形成局部冷卻不均勻。

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